钢铁的表面处理

    钢铁金属制品经常接触大气,由于大气中的氧和水以及可能含有的SO2、CO2、H2S的作用,很容易发生腐蚀,导致金属制品性能低甚至损坏。因此,必须在涂装前处理消除影响涂层质量的不良因素,以提高涂层的保护性能。

    涂装前的钢铁表面处理,亦称除锈。它不仅是指除去钢铁表面的铁锈,而且还应当包括除去覆盖在钢铁表面的氧化皮、旧涂层以及沾污的油脂、灰尘、残留焊渣等。因此,钢材表面处理的质量主要是指上述污物的清除程度,即清洁度;还包括处理后钢铁表面所形成合适的“粗糙度”。


【除锈方法】钢铁表面的除锈可按不同的方法分类。按除锈顺序可分为一次除锈和二次除锈;按除锈方式可分为喷射除锈、动力工具除锈、酸洗等方法。


【手工除锈】除去松动、翘起的氧化皮、疏松的锈及其它污物。


【机械除锈】借助于机械力冲击与摩擦作用,使制件表面除锈。可以用来清除氧化皮、锈层、旧涂层及焊渣等。


【喷射除锈】喷射除锈方法是将高速运动的磨料喷射到钢铁表面,使其强烈地撞击和摩擦钢铁表面,从而达到除锈的目的的一种除锈工艺方法。喷射除锈是一种除锈最彻底、效率最高且能实现自动流水线作业的先进除锈方法。喷射除锈常用的有抛丸、喷砂和真空喷砂等方法。喷砂除锈应选择合适的磨料种类、颗粒形状、颗粒的直径、硬度。以及控制喷砂的能量和角度,才可以得到理想的、符合要求的清洁度(即除锈质量等级)和涂装油漆所需要的30~75μm的粗糙度。


【二次除锈】出去油脂、溶剂、焊渣、焊接飞溅等残余物,以及焊接处或火工校正处等损伤的油漆涂层。对已涂有车间底漆或底漆的钢铁表面,如其现状不适合后道油漆的涂装是,或不能与后道漆牢固附着时,则应将其除去,根据后道涂料的类型决定表面处理等级。对于多组份固化型漆膜,超过了最长的涂装时间,须用砂纸、钢丝刷或轻扫喷射将漆膜打毛,以增加与后道漆膜的层间附着力。


【锈蚀和除锈标准】钢材涂装前钢铁表面的锈蚀和除锈等级参照与国际除锈标准ISO8501-1:1988等效的国家标准GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀》标准。


【锈蚀等级】钢材表面的四个锈蚀等级分别以A、B、C、D来表示,其文字表述如下

A-金属覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面。

B-已发生锈蚀,并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面。

C-氧化皮已因锈蚀而剥落,或可以刮除,并且有少量点蚀的钢材。

D-氧化皮已因锈蚀而全面剥落,并且已普遍发生点蚀的钢材表面。


【隙锈等级】钢材表面的除锈等级,是以英文字母再加阿拉伯数字表示的,如Sa212.前面的英文字母表示除锈方法,St和Sa表示手工除锈及喷射除锈方法:后面的阿拉伯数字则表示除锈等级,即清除氧化皮、铁锈和旧油漆等附着程度的等级(附着物是指焊渣、焊接飞溅物、可溶性盐、污垢、油脂等)。

除锈方法的字母表示如下:

Sa-表示喷射或抛丸除锈法。

St-表示手动工具和动力工具除锈法,如铲刀、手动或动力弹性砂轮等工具除锈。


【喷射除锈等级】喷射处理等级对于喷射或抛丸除锈过钢材表面,有四个除锈等级,其文字表示如下:

Sal-表示轻度的喷射或抛丸除锈。钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈、旧油漆涂层等附着物。

Sa2-表示彻底的喷射或抛丸除锈。钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且氧化皮、铁锈、旧漆涂层等附着物已基本清除。其残留物应是牢固附着的。

Sa21/2-表示彻底的喷射或抛丸除锈。钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和旧漆涂层等附着物。任何残留的痕迹应仅是点状或条状的轻微色斑。

Sa3-表示使钢材表面洁净的喷射或抛丸除锈。钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,该表面应显示均匀的金属光泽。


【手工除锈等级】采用手工和动力工具,如铲刀、手动或动力钢丝刷、动力弹性砂轮等工具除锈,应首先铲除较厚的锈蚀层并清除油脂和污垢。人工除锈后,钢材表面应清除浮灰和碎屑。其除锈等级有两个:St2和St3。一般用于无氧化皮的钢铁表面。文字表述如下:

St2-表示彻底的手工和动力工具除锈。钢材表面应无可见油脂和污垢,并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和旧漆小涂层等附着物。

St3-表示非常彻底的手工和动力工具除锈。钢铁表示应无可见的油脂和污垢,并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和旧漆小涂层等附着物。除锈应比St2更彻底,底材显露部分的表面应显出金属光泽。


【表面粗糙度及其评定】表面粗糙度即表面的微观不平整度,钢铁表面处理后的粗糙度由初始粗糙度和喷射除锈或钢铁表面的粗糙度对漆膜的附着力、防腐蚀性能和保护寿命有很大的影响。漆膜附着于钢铁表面主要是靠漆膜中的基料分子于金属表面极性基因的范德华引力相互吸引。钢铁表面在喷射除锈之后,随着粗糙度的增大,相应增加,使漆膜于钢铁表面间的附着力相应地提高。随漆膜附着力的显著提高,漆膜的防腐蚀性能和保护寿命也将大大提高。钢铁表面合适的粗糙度有利于漆膜保护性能的提高。但是粗糙度太小或太大都不利于漆膜的保护性能。对于常用涂料而言,合适的粗糙度范围以30-75μm为宜,最大粗糙度值不宜超过100μm。鉴于上述原因,对于涂装前钢铁表面粗糙度必须加以控制。下表列出了喷射不同磨料所得的粗糙度,以供参考之用。


喷射不同磨料所得的粗糙度

磨料及牌号

最大粒数(目)最大粗糙度(μm)
钢砂G80通过1033.0-76.2

钢砂G50

通过2583.8
钢砂G40通过1891.4
钢砂G25通过16101.6
钢砂G16通过12121.9
钢丸S-170通过2045.7-71.1
钢丸S-230通过1876.2
钢丸S-330通过1683.8
钢丸S-390通过1191.4


2017年04月25日

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